数字音频广播(CDR)频率的相关技术参数分析

2020-05-22 12:52:50 《山东青年》 2020年3期

冯荣杰

摘 要:随着信息化、数字化技术的发展,传统的广播网开始引入数字化技术。在数字广播系统中频率规划技术作为最重要的技术,其应用所带来的成果明显。基于此,本文对中国数字音频广播(CDR)系统的分析,主要探讨场强计算相关的技术参数,并分析系统中VHF调频频段中最小的直场强,为以后的CDR系统建设提供参考。

关键词:CDR;数字音频广播;频率规划;技术参数

1.引言:

目前,广播电视数字化发展趋势明显。由于传统的数字音频广播发展有限,而VHF数字调频在我国音频广播中引进取得的成效明显。为了立足长远发展,需要规划频率,这样才能避免建立的无线网络给频率造成干扰。另外,基于计算机网络环境下,可以通过发射台和参数,为数字音频广播提供可靠的技术,从而为数字音频广播长远性发展提供保障。

2.数字音频广播场强预测校正因数

(1)对于数字音频广播频率,其接受方式主要有便携接收方式、固定接收方式、移动接收方式等,因为接收方式和网络规划环境不同,所以在预测场强中值时使用ITU-RP.1546-5建议书对相关因数进行矫正,同时修正相关结果。本文主要分析CDR系统中关于VHF调频频段(87~108MHz),因数校正和规划参数计算等。在不同接收方式下,天线增益G和使用半波偶极子天线CDR天线系统增益值不同,固定接收(FX)方式下天线增益G(dBd)为0;室内便携接受(PO)、室内便携接收(PI)、移动接受(MO)方式下,天线增益G(dBd)为-2.0。

(2)关于馈线损耗Lf,在接收机收到射频输入端发送的信号时出现衰减,通过对VHF频段馈线进行测量损耗Lf=0.15dB/m。馈线的长度是由不同接收方法决定,接收方式为室内便携接受(PO)、室内便携接收(PI)的馈线损耗Lf为0,馈线损耗长度(m)为0;接收方式为固定接收(FX)的馈线损耗Lf为10,馈线损耗长度(m)为1.5,接收方式为移动接收(MO)的馈线损耗Lf为2,馈线损耗长度(m)为0.3。

(3)根据rTU-R.P1546建议书,对高度损耗进行计算。比如,室内便携接受(PO)、移动接受(MO)、室内便携接收(PI)Lh高度损耗为10,固定接收(FX)则为0。可见,高度US能耗Lh,是一种移动和便携接收方式,天线高度设置是1.5m,传统预测场强只都是建立高度10m天线,为了更好矫正场强值从高度10m的天线出,需要添加高度损耗Lh。

(4)根据极化,关于CDR系统中的VHF頻段规划,可以不需要参考任何一种接收模式。

在地点概率是50%环境下,综合地点保护率校正因子CI(p),将避免干扰的信号用在基本保护率PRbasic。之后分析不同高度接收模式的地点概率,选择地点校正因子对噪扰场强电平、用于电平场强的基本保护比PRbasic,以及需要进行服务的地点百分比p(%)和比例保护裕度PR(p)。

3.数字音频广播规划中最小中值场强

3.1输入最小接收机功率电平

关于解决CDR高效经济接收机解决对策,将Fr作为接收机噪声系数,值选择7dB。如果K=1.38×10-23J/K,T=290K,B=200kHz这时CDR频谱模式2接收机噪声功率输入Pn=-143.97(dBW);当T=290K,K=1.38×10-23J/K,B=100kHz时,CDR频谱模式9接收机输入噪声功率Pn=-146.97(dBW)。

在不同信道模式下的CDR系统(C/N)min,BER平均编码=1×10-4(bit),信道解码器在检测到接收机失败的数据后,需要计算噪声和欲接收信号比值,关于三种典型工作模式需要对不同接收方式进行分析,其中,高斯信号以固定接受模式,其64QAM,1/2,频谱模式2、传输模式1为11.5(C/N)min(dB)、频谱模式2、QPSK,3/4为传输模式1为4.6、3/4,频谱模式9,传输模式1为4.9,而多径静态模型与多径动态模型分别为便携接听与移动接收,其64QAM,1/2,频谱模式2、传输模式1分别为12.6(C/N)min(dB)、12.1(C/N)min(dB),频谱模式2、QPSK,3/4,传输模式1分别是5.4、5.1,而3/4,频谱模式9,传输模式1分别为12.2、10.5。根据这些数值可以分析操作损耗情况,在CDR系统中不同的接收方式得到三种典型工作模式最小接收机相关功率。

对于 QPSK-3/4-频谱模式9--传输模式1接收机最小输入功率,其中,接收机输入噪声功率Pn(dBW)的便携接收、固定接收及移动接收都为-143.96,(C/N)min(C/N)min(dB)的便携接收、固定接收及移动接收分别为12.1、4.8及10.6,接收机噪声系数Fr(dB)的便携接收、固定接收及移动接收为7,最小接收机输入功率Ps.min(dBW)便携接收、固定接收及移动接收为-128.86、-136.17及-130.37,而操作损耗Li(dB)便携接收、固定接收及移动接收为3。

对 64QAM传输模式1-1/2-频谱模式2接收机最小输入功率计算,其中最小接收机输入功率Ps.min(dBW)的便携接收、固定接收及移动接收分别为-131.49、-132.58及-131.98,(C/N)min(C/N)min(dB)的便携接收、固定接收及移动接收分别为12.5、11.4及12.1,接收机噪声系数Fr(dB)的便携接收、固定接收及移动接收为7,而操作损耗Li(dB)相对应接受模式为3,接收机输入噪声功率Pn(dBW)则对应模式为-146.98。

3.2 CDR系统参数

根据系统CDR性能分析系统传输参数,本文主要分析CDR系统中的三个典型工作模式中的最小中值场强。其中,传输模式1,编码率3/4,净载荷率(kbps)分别为216与108,调制方式QPSK,对应的频谱模式则为2、9,当编码率1/2,净载荷率(kbps)为288,调制方式64QAM,对应的频谱模式则为2。

(1)QPSK-3/4-传输模式1-频谱模式2是高度数据速率较低信号保护模式,适合在地数据速率全数字时期的书屋服务。

(2)64QAM-1/2-频谱模式2-传输模式1是对于搞数据速率低信号保护模式,一般在数据速率比较高的单个音频信号、多个音频信号中使用。

(3)QPSK-3/4-频谱模式9-传输模式1是数据速率比较低的保护低信号模式,在铜箔模数环境下对音频信号进行数据服务的。

3.3计算最小中值场

根据点概率50%、时间概率50%,接收天线高处地面10m环境下,推到最小中值场强度,相关步骤包括:

(1)噪声接收机输入计算功率Pn

Pn=Fr+101g10(K·T0·B)(dBW)

其中K表示玻尔兹曼常数,B表示噪声带宽(接收机),Fr表示噪声系数(接收机),T0表示绝对温度。

(2)接收地点通量密度最小功率计算φmin

Aα=G+10log(1.64λ2/4π)(dBm2),φmin=Ps.min-Aα+ Lf(dBWm2)

Lf馈线损耗(dB);G表示相对天线半波偶极子天线增益(dBd);Aα表示有效天线孔径(dBm2),λ表示信号波长(m)。

结语:目前,我国在广播业务中使用模拟调频,现有的频率资源比较少。为了保证广播正常的进行,这里在CDR系统中对调频频率进行模拟,实现同播模数,从而减少现有的频率感染情况,对频率规划进行简单化,减少对广播工作的影响。

[参考文献]

[1]韩邦义.数字音频技术在广播电视工程中的应用研究[J].数字通信世界,2019(12):168.

[2]谢玉林.广播节目制作中的数字音频处理技术初探[J].中国传媒科技,2019(11):126-128.

[3]郭华.探索网络数字音频公共广播的关键技术[J].数字技术与应用,2019,37(10):33+35.

(作者单位:冠县崇文街道办事处文化旅游服务中心,山东 冠县 252500)